(57)【要約】【課題】  装置全体の小型化と受光手段のメンテナンス作業の容易化との両立を図る。【解決手段】  被計測物Ｍを載置部５１に載置した状態で計測箇所Ｐｍを経由して搬送し且つ載置部５１が上下方向に光が通過可能に構成された搬送手段４と、計測箇所Ｐｍに位置する被計測物Ｍに光を投射する投光手段１と、投光手段１から光が投射された被計測物Ｍからの光を載置部５１を通して受光して、その受光した光を分光して被計測物Ｍのデータを計測する受光手段２と、その被計測物Ｍのデータに基づいて被計測物Ｍの内部品質情報を求める制御手段３とが設けられた内部品質計測装置であって、受光手段２が、被計測物Ｍからの光を受光するための計測位置Ｐ１と、その計測位置Ｐ１から退避したメンテナンス位置Ｐ２とに移動自在に設けられている。【選択図】        図１
2006047216.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被計測物を載置部に載置した状態で計測箇所を経由して搬送し且つ前記載置部が上下方向に光が通過可能に構成された搬送手段と、
前記計測箇所に位置する前記被計測物に光を投射する投光手段と、
前記投光手段から光が投射された前記被計測物からの光を前記載置部を通して受光して、その受光した光を分光して前記被計測物のデータを計測する受光手段と、
その被計測物のデータに基づいて前記被計測物の内部品質情報を求める制御手段とが設けられた内部品質計測装置であって、
前記受光手段が、前記被計測物からの光を受光するための計測位置と、その計測位置から退避したメンテナンス位置とに移動自在に設けられている内部品質計測装置。
【請求項２】
前記メンテナンス位置が、前記計測位置から前記搬送手段の搬送方向に直交又は略直交する方向に退避した位置に設定されている請求項１記載の内部品質計測装置。
【請求項３】
前記受光手段を前記計測位置と前記メンテナンス位置とにわたってスライド移動させるスライド式移動手段が設けられている請求項１又は２記載の内部品質計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被計測物を載置部に載置した状態で計測箇所を経由して搬送し且つ前記載置部が上下方向に光が通過可能に構成された搬送手段と、
前記計測箇所に位置する前記被計測物に光を投射する投光手段と、
前記投光手段から光が投射された前記被計測物からの光を前記載置部を通して受光して、その受光した光を分光して前記被計測物のデータを計測する受光手段と、
その被計測物のデータに基づいて前記被計測物の内部品質情報を求める制御手段とが設けられた内部品質計測装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
かかる内部品質計測装置は、例えば、蜜柑、りんご等の農産物の糖度、酸度等の内部品質情報を計測するものであり、搬送手段が、被計測物を載置部に載置した状態で計測箇所を経由して搬送し、投光手段が、計測箇所に位置する被計測物に光を投射し、受光手段が、投光手段から光が投射された被計測物からの光を載置部を通して受光して、その受光した光を分光して被計測物のデータを計測し、制御手段にて、受光手段により計測した被計測物のデータに基づいて被計測物の内部品質情報を求めるものであり、そして、受光手段は、被計測物からの光を載置部を通して受光するため、計測箇所における載置部の通過領域の下方箇所、つまり、搬送手段の下方箇所に配置されることになる（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２１５９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、このような内部品質計測装置においては、受光手段のメンテナンスを行う必要がある。ちなみに、受光手段のメンテナンスとしては、例えば、被計測物からの光を入射させる箇所の清掃、被計測物からの光を分光する分光器の調整等がある。
【０００５】
しかしながら、以下に説明するように、装置全体の小型化と受光手段のメンテナンス作業の容易化との両立を図ることができないという問題があった。
即ち、受光手段のメンテナンス作業は、例えば、搬送手段の下方にて行うことになるが、搬送手段の配設高さを高くして、受光手段のメンテナンスのための作業スペースを広く確保すると、装置全体の高さが高くなって装置全体が大型化し、一方、装置全体の小型化を図るために、搬送手段の配設高さを低くすると、受光手段のメンテナンスのための作業スペースが狭くなり、メンテナンス作業が行い難いものとなる。
【０００６】
本発明は、かかる実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、装置全体の小型化と受光手段のメンテナンス作業の容易化との両立を図ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の内部品質計測装置は、被計測物を載置部に載置した状態で計測箇所を経由して搬送し且つ前記載置部が上下方向に光が通過可能に構成された搬送手段と、
前記計測箇所に位置する前記被計測物に光を投射する投光手段と、
前記投光手段から光が投射された前記被計測物からの光を前記載置部を通して受光して、その受光した光を分光して前記被計測物のデータを計測する受光手段と、
その被計測物のデータに基づいて前記被計測物の内部品質情報を求める制御手段とが設けられたものであって、
第１特徴構成は、前記受光手段が、前記被計測物からの光を受光するための計測位置と、その計測位置から退避したメンテナンス位置とに移動自在に設けられている点を特徴とする。
【０００８】
即ち、受光手段が被計測物からの光を受光するための計測位置とその計測位置から退避したメンテナンス位置とに移動自在であるので、被計測物の内部品質情報を計測するときは、受光手段を計測位置に位置させて、その受光手段により、投光手段から光が投射された被計測物からの光を載置部を通して受光するようにし、受光手段のメンテナンスを行うときは、受光手段を計測位置から退避したメンテナンス位置に移動させて、受光手段をそのメンテナンス位置に位置させた状態でメンテナンス作業を行う。
つまり、メンテナンス位置として、搬送手段の横側方等、受光手段のメンテナンス作業を行うのに邪魔になるものが無い又は少なくて、メンテナンス作業を容易に行える個所に設定して、受光手段を計測位置とその計測位置から退避したメンテナンス位置とに移動自在に設ける。
すると、受光手段を計測位置に位置させた状態では、受光手段のメンテナンスを行うための作業スペースを確保する必要がないので、搬送手段を低く配設することが可能となって、装置全体の高さを低くして装置全体の小型化を図ることが可能となる。
一方、受光手段のメンテナンスを行うときは、受光手段を、メンテナンス作業を容易に行えるメンテナンス位置に位置させるので、メンテナンス作業の容易化を図ることが可能となる。
従って、装置全体の小型化と受光手段のメンテナンス作業の容易化との両立を図り得る内部品質計測装置を提供することができるようになった。
【０００９】
第２特徴構成は、上記第１特徴構成に加えて、
前記メンテナンス位置が、前記計測位置から前記搬送手段の搬送方向に直交又は略直交する方向に退避した位置に設定されている点を特徴とする。
【００１０】
即ち、メンテナンス位置を、計測位置から搬送手段の搬送方向に直交又は略直交する方向に退避した位置に設定することにより、メンテナンス位置として、作業の邪魔になるものが無い又は少なくて作業を容易に行える搬送手段の横側方に設定しながらも、受光手段を計測位置とメンテナンス位置とにわたって移動自在にするためのスペースを狭くすることが可能となる。
そして、そのことにより、装置全体の小型化を図り易くなる。
従って、装置全体の小型化を一層図り得るようにする上で好ましい手段を提供することができるようになった。
【００１１】
第３特徴構成は、上記第１又は第２特徴構成に加えて、
前記受光手段を前記計測位置と前記メンテナンス位置とにわたってスライド移動させるスライド式移動手段が設けられている点を特徴とする。
【００１２】
即ち、受光手段をスライド式移動手段によりスライド移動させて、計測位置とメンテナンス位置とにわたって移動することができる。
つまり、受光手段を計測位置とメンテナンス位置とにわたって移動自在に構成するに当たって、スライド式移動手段によるスライド移動により移動自在にすることにより、受光手段を計測位置とメンテナンス位置とにわたって的確に移動させることが可能となり、受光手段を計測位置に位置させるときの位置決め精度を向上することが可能となる。
そして、そのことにより、受光手段を計測位置に移動させたときに、受光手段を被計測物からの光を適正に受光するための設定位置に位置合わせする作業を不要とする又は簡略化することが可能となる。
従って、メンテナンス作業の容易化を一層図るようにする上で好ましい手段を提供することができるようになった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態を説明する。
図１及び図２に示すように、内部品質計測装置は、蜜柑等の果菜類の如き被計測物の糖度や酸度等の内部品質情報を計測するものであり、被計測物Ｍを載置部としてのバケット５１に載置支持した状態で計測箇所Ｐｍを経由して搬送し且つバケット５１が上下方向に光が通過可能に構成された搬送手段としての搬送コンベア４と、前記計測箇所Ｐｍにおける搬送コンベア４の両横側方に振り分けて配置した一対の投光手段としての投光部１と、投光部１から光が投射された被計測物Ｍからの光をバケット５１を通して受光して、その受光した光を分光して被計測物Ｍのデータを計測する受光手段としての受光部２と、内部品質計測装置の運転の制御及び被計測物Ｍの内部品質情報を求める制御手段としての制御部３等を備えて構成されている。
【００１４】
先ず、搬送コンベア４について、説明を加える。
図４及び図５に示すように、搬送コンベア４は、横幅方向の両側部に無端回動チェーン５２ａ，５２ｂが設けられ、それら両側の無端回動チェーン５２ａ，５２ｂにわたり架設支持される状態で支持体５３が連結されており、この支持体５３に前記バケット５１が取り付けられている。前記各無端回動チェーン５２ａ，５２ｂは、左右両側のガイドレール５４ａ，５４ｂに沿って載置案内される状態で、且つ、搬送経路の両端側に設けられる図示しないスプロケットにわたって巻回張設される状態で設けられ、駆動用のスプロケットを駆動することで一体的に回動操作される構成となっている。前記バケット５１は、被計測物を受け止め支持するためにゴム等の弾性体にて構成された受皿５１ａと、この受皿５１ａを保持するように支持体５３に連結された筒状保持部５１ｂとからなる。そして、このバケット５１には、受皿５１ａの中央部から筒状保持部５１ｂの内部に沿って連なる状態で上下方向に開口する光通過用の光通過孔５１ｃが形成されている。又、受皿５１ａには、被計測物の大きさの変化にかかわらず密接状態で接するための複数の舌片５１ｄが形成されている。
【００１５】
図１、図２、図４及び図５に示すように、前記受光部２は、バケット５１に載置された状態で計測箇所Ｐｍに位置する被計測物からの光を受光する計測位置Ｐ１と、その計測位置Ｐ１から水平方向において搬送コンベア４の搬送方向に直交する方向に退避したメンテナンス位置Ｐ２とに移動自在な状態に、スライド式移動手段としての一対のリニアガイド６１により固定枠５７に対して設けられている。
各リニアガイド６１の固定側が前記固定枠５７に取り付けられ、前記固定側にスライド自在に支持された可動側に受光部２が支持されて、受光部２が固定枠５７に対して上述のように移動自在なように構成されている。  尚、図中の６１ｓは、受光部２を計測位置Ｐ１に位置させた状態で固定する固定ネジである。
【００１６】
図４及び図５に示すように、前記計測位置Ｐ１は、受光部２における被計測物Ｍからの光を受け入れる光入射筒２０がバケット５１の下方に離間して位置する状態となる位置に設定され、前記メンテナンス位置Ｐ２は、受光部２の全体が搬送コンベア４の横側方に位置する状態となる位置に設定されている。
【００１７】
受光部２が計測位置Ｐ１に位置する状態において、光入射筒２０と前記バケット５１との離間部分の周囲を外側部からの光を遮断するように覆う状態で、光通過案内体５５が設けられて、その光通過案内体５５により、バケット５１に形成した光通過孔５１ｃを通過してくる被計測物Ｍからの光を光入射筒２０に向けて通過させるよう構成されている。
【００１８】
その光通過案内体５５について説明を加えると、図１、図２、図４及び図５に示すように、その光通過案内体５５は、断面形状が角筒形状であって、その長手方向が搬送コンベア４の搬送方向に沿って複数個分のバケット５１にわたる長さの長尺筒体にて構成され、搬送コンベア４の下方側に位置する状態で配備されている。この光通過案内体５５は、遮光性を有する金属材にて構成され、その長手方向両端部において一対の受台５６を介して前記固定枠５７に対して取り付け支持される構成となっている。
【００１９】
又、図４及び図５に示すように、光通過案内体５５の長手方向の中間で計測箇所Ｐｍの下方に対応する部分において、光通過案内体５５の上壁５５ａに光通過孔５５ｂが形成され、並びに、下壁５５ｃとその一方側に連なる側壁５５ｄとにわたる挿脱孔５５ｅが形成されている。
【００２０】
そして、前記リニアガイド６１により前記受光部２をスライド移動させると、光入射筒２０が前記挿脱孔５５ｅを通して光通過案内体５５に対して挿脱され、そして、光入射筒２０が光通過案内体５５内に挿入された状態で、前記バケット５１の光通過孔５１ｃ及び光通過案内体５５の光通過孔５５ｂを通して被計測物Ｍからの光を光入射筒２０を介して受光部２に受け入れることができるように構成されている。
【００２１】
図２に示すように、前記光通過案内体５５の一端部は閉塞され、他端部は開口されて排気口５５ｆが形成され、その光通過案内体５５において、前記計測箇所Ｐｍに対応する部分に対して排気口５５ｆ側とは反対側の箇所に、送風口５８が設けられ、その送風口５８に送風ダクト５９を介して送風ファン６０が接続されている。
そして、その送風ファン６０により、清掃用空気を光入射筒２０とバケット５１との間の離間部分を横断させて排気口５５ｆから排出させる経路にて光通過案内体５５内を通風させるように構成されている。
【００２２】
例えば、バケット５１から水分や被計測物の果汁等の液状の異物が落下するようなことがあっても、上述したように光入射筒２０とバケット５１との間は上下方向に離間しており、しかも、上記したような清掃用空気を通風させることによって、液状の異物を通風方向下手側に吹き飛ばして光通過案内体５５に沿って案内して排出口５５ｆから外部に排出させるので、液状の異物が光入射筒２０に降りかかることを防止することができるのである。
【００２３】
上述したように、一対の投光部１が計測箇所Ｐｍにおける搬送コンベア４の両横側方に振り分けて配置されて、この一対の投光部１にて被計測物Ｍに光を投射するように構成されている。
【００２４】
前記一対の投光部１は夫々同じ構成であり、図６及び図７に示すように、２個の光源５を備えるとともに、その２個の光源５からの光を互いに異なる照射用の光軸にて計測箇所Ｐｍに位置する被計測物Ｍに照射するように構成されている。又、各光源５による２本の照射用の光軸が計測箇所Ｐｍに位置する被計測物Ｍの表面部又はその近傍にて交差するように構成されている。
すなわち、搬送コンベア４による搬送方向に沿って離間させた２個のハロゲンランプからなる光源５が設けられ、これら２個の光源５の夫々に対応させて次のような光学系が備えられている。つまり、光源５が発光する光を反射させて被計測物Ｍの表面に焦点を合わせるための凹面形状の光反射板６が備えられ、この光反射板６にて集光される光の焦点位置近くに対応するように位置させて、大きめの絞り孔７ａを通過させることで集光された後の光の径方向外方側への広がりを抑制する絞り板７、絞り板７を通過した光を通過させる状態、小さめの絞り孔８ａを通して通過させる状態、及び、光を遮断する状態の夫々に切り換え自在な光量調節板８、集光された光源５からの光を平行光に変更させるコリメータレンズ９、平行光に変化した光を反射して屈曲させる反射板１０、この反射板１０にて反射された光を集光させる集光レンズ１１の夫々が１個の光源５に対する光学系として備えられている。前記各光量調節板８は、電動モータ１２によって一体的に揺動操作され、前記各状態に切り換え自在に構成されている。
【００２５】
そして、図１、図３及び図６に示すように、この投光部１は上記したような各部材がケーシング１３に内装されてユニット状に組み立てられた構成となっている。
前記ケーシング１３は、概ね直方体形状に構成してあり、その計測箇所Ｐｍの側の一側面を取付基板１３ｓにて構成してあり、その概ね直方体形状のケーシング１３を、取付基板１３ｓが垂直方向に沿う姿勢で取付基板１３ｓにて吊り下げアーム６２を介して支持部材４０，４１に吊り下げ支持するように構成されている。
【００２６】
ケーシング１３をその取付基板１３ｓが垂直方向に沿う姿勢にて支持部材４０，４１に吊り下げ支持した状態において、前記反射板１０は、コリメータレンズ９からの平行光を水平方向に対して斜め下向きに向けて反射するように垂直方向に対して下向きの傾斜状になるように配置され、前記集光レンズ１１は、前記反射板１０にて斜め下向きに反射される光を斜め下向きに向けて透過させて集光するように、垂直方向に対して斜め下向きの傾斜状になるように配置されている。
そして、ケーシング１３をその取付基板１３ｓが垂直方向に沿う姿勢にて支持部材４０に吊り下げ支持した状態において、投光部１により光を斜め下向きに投射することができるように構成されている。
ちなみに、この実施形態では、前記投光部１により光を斜め下向きに投射するに当たって、その投射方向の水平方向に対する下向きの角度は７°程度に設定してある。
【００２７】
更に、前記固定枠５７には、一対の投光部１を一体的に上下方向に位置調節自在な上下位置調節機構２９、及び、一対の投光部１夫々を各別に固定枠５７に対して計測箇所Ｐｍに位置する被計測物Ｍに接近並びに離間する方向、すなわち、水平方向であって搬送コンベア４の搬送方向と直交する方向に沿って位置調節自在な水平位置調節機構３０が備えられている。
【００２８】
次に、前記上下位置調節機構２９について説明する。
図１、図２、図３及び図１０に示すように、固定枠５７の上部側箇所から位置固定状態で４本の固定支持棒３１が垂下される状態で設けられ、これら４本の固定支持棒３１の下端部には支持台３２が取り付けられている。そして、この４本の固定支持棒３１に対して４箇所の摺動支持部３３により上下方向にスライド移動自在に昇降台３４が支持されている。又、固定枠５７の上部側箇所から垂下状態に支持された送りネジ３５が電動モータ３６にて回動自在に設けられ、昇降台３４に備えられた雌ネジ部材３７がこの送りネジ３５に螺合しており、送りネジ３５を電動モータ３６にて回動操作することで昇降台３４が任意の位置に上下移動調節可能な構成となっている。尚、送りネジ３５は手動操作ハンドル３８でも回動自在に構成されている。
【００２９】
次に、水平位置調節機構３０について説明する。
前記昇降台３４には、図３及び図１０に示すように、一対の投光部１の並び方向に沿って延びる２本のガイド棒３９が設けられており、ユニット状に組み付けられた一対の投光部１の夫々が着脱自在に取付けられる前記一対の支持部材４０、４１が各ガイド棒３９にスライド移動自在に支持される構成となっている。前記各ガイド棒３９は長手方向両端側で連結具３９ａにて連結されている。又、前記昇降台３４には、一対の投光部１の並び方向に沿って延びる２本の送りネジ４２、４３が夫々水平位置調整用電動モータ４４、４５によって回動操作可能に設けられ、各支持部材４０、４１に備えられた雌ネジ部４６、４７が各送りネジ４２、４３に螺合しており、電動モータ４４、４５にて前記各送りネジ４２、４３を各別に正逆回動させることで、前記各支持部材４０、４１が各別に搬送コンベア４の搬送方向と直交する水平方向に沿って位置調節可能な構成となっている。従って、各支持部材４０、４１に夫々各別に取付けられる一対の投光部１は電動モータ４４、４５にて前記各送りネジ４２、４３を各別に正逆回動させることで前記水平方向、すなわち、計測箇所Ｐｍに対して接近並びに離間する方向での相対位置を変更調節することが可能となる。
【００３０】
従って、上下位置調整用電動モータ３６にて送りネジ３５を回動操作させると昇降台３４が昇降調節されるが、それに伴って昇降台３４に支持されている一対の投光部１を一体的に昇降調節することができ、前記各水平位置調整用電動モータ４４、４５を回動操作させることで一対の投光部１を各別に搬送コンベア４の搬送方向と直交する水平方向に沿って移動調節することができる。
【００３１】
前記各支持部材４０、４１に対する一対の投光部１夫々の支持構成について説明を加えると、図１ないし図３に示すように、投光部１のケーシング１３の取付基板１３ｓに接続された吊り下げアーム６２が、リニアガイド６３を介して前記各支持部材４０、４１に支持されている。
前記リニアガイド６３は、スライド移動の移動方向が前記搬送コンベア４の搬送方向に沿う状態で前記各支持部材４０、４１に取り付けられている。
つまり、一対の投光部１の夫々が各別に、リニアガイド６３により、バケット５１に載置された状態で計測箇所Ｐｍに位置する被計測物Ｍに光を投射する計測位置Ｐ３と、その計測位置Ｐ３から搬送コンベア４の搬送方向に退避したメンテナンス位置Ｐ４とに移動自在なように構成されている。
尚、図中の６３ｓは、投光部１を計測位置Ｐ３に位置させた状態で固定する固定ネジである。
このように一対の投光部１の夫々を支持部材４０，４１に支持した状態では、上述のように、取付基板１３ｓが垂直方向を向く姿勢となり、投光部１から光が斜め下向きに投射されることになる。
【００３２】
更に、図２及び図３に示すように、昇降自在に設けた一対の投光部１の下降を制限する下降制限ストッパ６４が設けられている。
下降制限ストッパ６４には雄ネジ部６４ｎが備えられて、下降制限ストッパ６４はその雄ネジ部６２ｎが支持台３２にその上方から螺入された状態で設けられて、その下降制限ストッパ６４の上端に昇降台３４が当接することにより、一対の投光部１の下降が制限されるように構成されている。
そして、雄ネジ部６４ｎの螺進調節により下降制限ストッパ６４の高さを調節することにより、一対の投光部１の下降下限位置を定めることが可能であり、その下降下限位置として、前記計測箇所Ｐｍに対応する位置よりも下側で、且つ、投光部１から投射される光がバケット５１に当たらない位置に設定されている。
【００３３】
従って、投光部１の昇降調節用の電動モータ３６が故障して、投光部１が下降しても、その下降が、下降制限ストッパ６４によって、投光部１から投射される光がバケット５１に当たらない位置にて制限されることになる。
【００３４】
図１ないし図３に示すように、計測箇所Ｐｍの上方側に位置させて、基準体昇降用空圧シリンダ４８が、そのシリンダロッドの先端を下向きにした姿勢で、シリンダチューブの基端にて前記支持台３２に支持される状態で設けられ、前記シリンダロッドの先端に、校正用の基準体としてのリファレンスフィルター４９が取り付けられている。このリファレンスフィルター４９は、所定の吸光度特性を有する光学フィルターで構成され、具体的には、立方体形の箱状に形成されて、搬送コンベア４の搬送方向に直交する方向に並ぶ両側面、及び、底面の夫々にオパールガラスを備えて構成されている。
【００３５】
そして、前記基準体昇降用空圧シリンダ４８を伸張させる状態と収縮させる状態とに切り換える制御弁５０（図１２参照）を設けてあり、その制御弁５０にて、前記基準体昇降用空圧シリンダ４８を伸張させると、図示を省略するが、前記リファレンスフィルター４９を計測箇所Ｐｍに位置させる状態となり、前記制御弁５０にて、前記基準体昇降用空圧シリンダ４８を収縮させると、図１ないし図３に示すように前記リファレンスフィルター４９を前記計測箇所Ｐｍから上方側に退避した退避箇所に位置させる状態となる。
【００３６】
そして、前記基準体昇降用空圧シリンダ４８の設置高さ及び伸縮量は、下記の条件を満たすように設定してある。
つまり、前記リファレンスフィルター４９を計測箇所Ｐｍに位置させた状態では、リファレンスフィルター４９の下端が、バケット５１の受皿５１ａの移動に障害とならない状態で、受皿５１ａの上面に極力近接し、且つ、前記リファレンスフィルター４９を退避箇所に位置させた状態では、リファレンスフィルター４９の下端が計測対象の被計測物のうち最も大きい被計測物よりも上に位置する条件である。
【００３７】
次に、図８に基づいて、前記受光部２について説明を加える。
受光部２は、それを構成するケーシング２８に保持された前記光入射用筒２０、その光入射用筒２０の先端に保持された集光レンズ１４、その集光レンズ１４にて平行光に変化した光のうち計測対象の波長領域（６００ｎｍ〜１０００ｎｍ）の範囲の光だけを反射し、それ以外の波長の光をそのまま通過させるバンドパスミラー１５、バンドパスミラー１５により反射された計測対象光を集光させる集光レンズ１６、集光レンズ１６を通過した光をそのまま通過させる開放状態と、前記計測対象光の通過を阻止する遮蔽状態とに切り換え自在なシャッター機構１７、開放状態のシャッター機構１７を通過した光を入射させて分光する分光器１８等を備えて構成されている。
尚、図中のＥは、波長校正用のフィルターの切り替えを行うフィルター切り換え機構である。
【００３８】
前記分光器１８は、図９に示すように、入射スリット２６から入射した計測対象光を反射する反射鏡２１と、反射された計測対象光を複数の波長の光に分光する凹面回折格子２２と、凹面回折格子２２によって分光された計測対象光における各波長毎の光量を検出することにより分光スペクトルデータを計測する受光センサ２３とが、外部からの光を遮光する遮光性材料からなる暗箱２４内に配置される構成となっている。前記受光センサ２３は、凹面回折格子２２にて分光反射された光を同時に各波長毎に受光するとともに波長毎の信号に変換して出力する、１０２４画素の電荷蓄積型のＣＣＤラインセンサにて構成されている。
【００３９】
又、前記シャッター機構１７は、図９に示すように、放射状に複数のシャッタスリット２５が形成された円板１７Ａを、パルスモータ１７Ｂによって縦軸芯周りで回転操作される状態で備えて構成され、前記各シャッタスリット２５は、前記暗箱２４の前記入射スリット２６に重なると光を通過させる開放状態となり、入射スリット２６の位置からずれると光を遮断する遮断状態となるように、入射スリット２６とほぼ同じ形状に形成されており、光の漏洩がないように暗箱２４の入射スリット２６に対して円板１７Ａを密接状態で摺動する状態で配備して構成されている。
【００４０】
そして、図４、図５及び図８に示すように、前記受光部２は、上記したような各部材がケーシング２８に内装されてユニット状に組み立てられた構成となっており、そのユニット状の受光部２が、図１、図２、図４及び図５に示すように、前記光入射用筒２０が上向きとなる状態で、上述のように、一対のリニアガイド６１により計測位置Ｐ１とメンテナンス位置Ｐ２とにスライド移動自在に設けられている。
【００４１】
上述のように構成した内部品質計測装置において、前記受光部２のメンテナンスを行うときは、固定ネジ６１ｓを緩めて、受光部２の移動が可能な状態にして、手動操作にて、リニアガイド６１により、受光部２を計測位置Ｐ１からメンテナンス位置Ｐ２に移動させる。
前記メンテナンス位置Ｐ２は、上述したように、受光部２の全体が搬送コンベア４の横側方に位置する状態となる位置に設定されていて、受光部２のメンテナンス作業を行うのに邪魔になるものが少ないので、受光部２のメンテナンスを容易に行うことができる。
そして、メンテナンスが終了すると、手動操作にて、リニアガイド６１により、受光部２をメンテナンス位置Ｐ２から計測位置Ｐ１に移動させて、固定ネジ６１ｓを締め付けて、受光部２を計測位置Ｐ１に固定する。
【００４２】
又、前記投光部１のメンテナンスを行うときは、固定ネジ６３ｓを緩めて、投光部１の移動が可能な状態にして、手動操作にて、リニアガイド６３により、投光部１を計測位置Ｐ３からメンテナンス位置Ｐ４に移動させる。このメンテナンス位置Ｐ４も、投光部１のメンテナンス作業を行うのに邪魔になるものが少ない位置に設定されているので、投光部１のメンテナンスを容易に行うことができる。
そして、メンテナンスが終了すると、手動操作にて、リニアガイド６３により、投光部１をメンテナンス位置Ｐ４から計測位置Ｐ３に移動させて、固定ネジ６３ｓを締め付けて、投光部１を計測位置Ｐ３に固定する。
【００４３】
図１１に示すように、前記搬送コンベア４の搬送方向において前記計測箇所Ｐｍよりも上手側箇所にて、前記バケット５１の通過を検出するバケット通過検出センサ６５、及び、同じく前記上手側箇所にて、前記バケット５１上の被計測物Ｍの存否を検出する被計測物存否検出手段としての被計測物検出センサ６６が設けられている。
【００４４】
前記制御部３は、マイクロコンピュータを利用して構成してあり、図１２に示すように、バケット通過検出センサ６５、被計測物検出センサ６６、及び、受光センサ２３の検出情報に基づいて、被計測物の内部品質を解析する解析手段１００や、各部の動作を制御する動作制御手段１０１が夫々制御プログラム形式で備えられる構成となっている。つまり、後述するような公知技術である分光分析手法を用いて被計測物Ｍの内部品質を解析する演算処理を実行するとともに、シャッター機構１７、光量調整用モータ１２、上下位置調節用モータ３６、水平位置調節用モータ４４、４５、制御弁５０の動作の管理等の各部の動作を制御する構成となっている。
【００４５】
前記バケット通過検出センサ６５は、その検出域に前記バケット５１の先端が達するとバケット５１を検出する検出状態となり、その検出域をバケット５１の全体が通過するまでの間、検出状態が維持され、検出域をバケット５１が通過するとバケット５１を検出しない非検出状態となるように構成されている。
前記制御部３の記憶部（図示省略）には、バケット５１がバケット通過検出センサ６５の検出域に達して、そのバケット通過検出センサ６５が検出状態となった時点から、そのバケット通過検出センサ６５にて検出されたバケット５１の光通過孔５１ｃが前記計測箇所Ｐｍに達するのに要する時間をタイミング判別用設定時間として記憶させてある。
そして、前記制御部３は、バケット通過検出センサ６５の検出情報と記憶しているタイミング判別用設定時間とに基づいて、バケット５１の光通過孔５１ｃが計測箇所Ｐｍに達するタイミングを予測するように構成されている。
【００４６】
以下、前記制御部３により、前記リファレンスフィルター４９を計測箇所Ｐｍに位置させる状態と退避箇所に位置させる状態とに切り換えるための構成について、説明を加える。
前記制御弁５０は、前記基準体昇降用空圧シリンダ４８を伸張させるための伸張位置、基準体昇降用空圧シリンダ４８を収縮させるための収縮位置、及び、基準体昇降用空圧シリンダ４８の伸張状態又は収縮状態を保持するための保持位置の３位置に切り換え可能なように構成されるものであって、保持位置に復帰付勢され、且つ、伸張位置や収縮位置に電磁操作可能な電磁操作式の３位置切換弁として構成されている。
図１２に示すように、制御部３には、前記制御弁５０を伸張位置に切り換えるための伸張作動用信号線５０ａと、収縮位置に切り換えるための収縮作動用信号線５０ｂとが接続されている。
【００４７】
そして、前記リファレンスフィルター４９を計測位置Ｐｍに位置させるべく前記基準体昇降用空圧シリンダ４８を伸張させる伸張作動では、伸張作動用信号線５０ａに伸張作動用信号を伸縮作動用設定時間の間送信することになり、その伸張作動用信号が送信されると制御弁５０が伸張位置に切り換えられて、基準体昇降用空圧シリンダ４８が伸張し、前記伸張作動用信号の送信が停止すると、制御弁５０が保持位置に切り換えられて基準体昇降用空圧シリンダ４８の伸張状態が保持される。
又、前記リファレンスフィルター４９を退避位置に位置させるべく前記基準体昇降用空圧シリンダ４８を収縮させる収縮作動では、収縮作動用信号線５０ｂに収縮作動用信号を前記伸縮作動用設定時間の間送信することになり、その収縮作動用信号が送信されると制御弁５０が収縮位置に切り換えられて、基準体昇降用空圧シリンダ４８が収縮し、前記収縮作動用信号の送信が停止すると、制御弁５０が保持位置に切り換えられて基準体昇降用空圧シリンダ４８の収縮状態が保持される。
【００４８】
以下、動作制御手段１０１の制御動作について説明する。
動作制御手段１０１は、被計測物Ｍに対する通常の計測に先立って、前記リファレンスフィルター４９を前記計測箇所Ｐｍに位置させるように前記基準体昇降用空圧シリンダ４８を作動させて前記リファレンスフィルター４９のデータを計測する基準データ計測モードと、前記リファレンスフィルター４９を前記退避位置に位置させるように前記基準体昇降用空圧シリンダ４８を作動させて被計測物のデータを計測し且つその被計測物のデータと前記リファレンスフィルター４９のデータとに基づいて被計測物の内部品質情報を求める通常データ計測モードとに切り換え自在に構成されている。
【００４９】
つまり、前記基準データ計測モードでは、投光部１により、光が被計測物Ｍに代えて前記リファレンスフィルター４９に照射され、受光部２により、リファレンスフィルター４９を透過した透過光をバケット５１を通して受光して、その受光した光を分光して基準分光スペクトルデータ（前記リファレンスフィルター４９のデータに相当する）が計測される。
前記通常データ計測モードでは、バケット５１に載置された状態で計測箇所Ｐｍに位置する被計測物Ｍに対して、投光部１により光が照射され、受光部２により、被計測物Ｍを透過した透過光をバケット５１を通して受光して、その受光した光を分光して計測分光スペクトルデータ（前記被計測物のデータに相当する）が計測される。
【００５０】
又、前記制御部３の記憶部（図示省略）には、被計測物Ｍの品種に応じた通常用計測条件、及び、前記基準データ計測モードにおける基準用計測条件を記憶させてある。そして、図１２に示すように、被計測物Ｍの品種の違いに応じて設定位置を人為的に切り換える操作部６７が設けられ、この操作部６７による設定情報が制御部３に入力され、入力された被計測物Ｍの品種に対応する通常用計測条件にて、通常データ計測モードが実行される構成となっている。
【００５１】
前記通常用計測条件及び基準用計測条件は、夫々、上下位置調整用電動モータ３６、水平位置調節用電動モータ４４、４５の制御情報から成り、下記のように設定される。
通常用計測条件における上下位置調整用電動モータ３６の制御情報は、投光部１の上下方向の位置を、計測箇所Ｐｍに位置する被計測物Ｍに対する投光部１の投射位置が被計測物Ｍの略赤道部分（略中央部分）となるような位置に調整するための制御情報であり、被計測物Ｍの品種に応じて、各品種の被計測物Ｍの大きさに合わせて設定してある。
通常用計測条件における水平位置調節用電動モータ４４、４５の制御情報は、投光部１の水平方向での位置を、その投光部１から照射される集束光の焦点位置が計測箇所Ｐｍに位置する被計測物Ｍの略表面と一致するような位置に調整するための制御情報であり、被計測物Ｍの品種に応じて、各品種の被計測物Ｍの大きさに合わせて設定してある。
【００５２】
基準用計測条件における上下位置調整用電動モータ３６の制御情報は、投光部１の上下方向の位置を、計測箇所Ｐｍに位置するリファレンスフィルター４９に対する投光部１の投射位置がリファレンスフィルター４９の略中央部分となるような校正用の設定位置に調整するための制御情報である。
基準用計測条件における水平位置調節用電動モータ４４、４５の制御情報は、投光部１の水平方向での位置を、その投光部１から照射される集束光の焦点位置が計測箇所Ｐｍに位置するリファレンスフィルター４９の略表面と一致するような位置に調整するための制御情報である。
【００５３】
前記基準データ計測モードにおいては、基準体昇降用空圧シリンダ４８を伸張状態にしてリファレンスフィルター４９を計測箇所Ｐｍに位置させ、且つ、上下位置調整用電動モータ３６及び水平位置調節用電動モータ４４、４５を基準用計測条件にて作動させる。そして、被計測物Ｍが載置されていないバケット５１の光通過孔５１ｃが前記計測箇所Ｐｍに達すると予測されるタイミングになると、前記シャッター機構１７を開放状態に切り換えて、投光部１からの光を被計測物Ｍに代えて前記リファレンスフィルター４９に照射して、そのリファレンスフィルター４９からの透過光を、受光部２にて分光してその分光した光を受光して得られた分光スペクトルデータを基準分光スペクトルデータとして計測する。
又、前記基準データ計測モードにおいては、シャッター機構１７を遮蔽状態に切り換えて、受光部２への光が遮断された無光状態での受光センサ２３の検出値（暗電流データ）も計測される。
【００５４】
ちなみに、この実施形態では、前記操作部６７が計測対象の被計測物Ｍの品種を変更するように操作されると、前記リファレンス計測モードを実行するタイミングになるように構成されている。
【００５５】
又、前記制御部３は、前記被計測物検出センサ６６の検出情報に基づいて、リファレンスフィルター４９を計測箇所Ｐｍに位置させている状態のときに、被計測物Ｍが載置されたバケット５１が計測箇所Ｐｍに到達すると予測すると、それが到達するよりも前に、基準体昇降用空圧シリンダ４８を収縮させて、リファレンスフィルター４９を退避位置Ｐｓに位置させるように構成されている。
【００５６】
前記通常データ計測モードにおいては、上下位置調整用電動モータ３６及び水平位置調節用電動モータ４４、４５を被計測物Ｍの品種に応じた通常用計測条件にて作動させる。
そして、前記基準体昇降用空圧シリンダ４８を収縮状態にしてリファレンスフィルター４９を退避箇所に位置させ、被計測物Ｍが載置されたバケット５１の光通過孔５１ｃが前記計測箇所Ｐｍに達すると予測されるタイミングになると、分光した光を受光して電荷蓄積動作を設定時間実行する電荷蓄積処理と、蓄積した電荷を送り出す送出処理とを設定周期で繰り返すように、受光センサ２３の動作を制御する。
つまり、被計測物Ｍが載置されたバケット５１の光通過孔５１ｃが計測箇所Ｐｍを通過すると予測される時間帯において、受光センサ２３が設定時間だけ電荷蓄積処理を実行し、被計測物Ｍが計測箇所Ｐｍに存在しないと予測される各被計測物Ｍ同士の中間位置付近が計測箇所Ｐｍに位置するようなタイミングで蓄積した電荷を送り出す送出処理を実行するように、受光センサ２３の動作を制御する。
【００５７】
そして、動作制御手段１０１は、受光センサ２３が前記電荷蓄積処理を行う状態において、遮蔽状態から開放状態に切り換えてその開放状態を開放維持時間が経過する間維持した後に遮蔽状態に戻すように、シャッター機構１７の動作を制御するよう構成され、変更指令情報に基づいて、前記開放維持時間を変更調整するように構成されている。
この開放維持時間は、被計測物Ｍの品種の違いに応じて変更させる構成となっている。説明を加えると、例えば、温州蜜柑であれば光が比較的透過しやすいので比較的短い時間（１０ｍｓｅｃ程度）に設定し、伊予柑であれば光が透過し難いので長めの時間（３０ｍｓｅｃ程度）に設定する。
このような品種の違いによる動作条件の設定は、作業員が操作部６７にて人為的に行う構成となっている。つまり、図１２に示すように、操作部６７の設定情報が制御部３に入力され、制御部３はその設定情報に従って開放維持時間を変更調整する構成となっている。
【００５８】
そして、前記解析手段１００は、このようにして得られた各種データに基づいて公知技術である分光分析手法を用いて被計測物Ｍの内部品質を解析する演算処理を実行するように構成されている。
つまり、上記したようにして得られた計測分光スペクトルデータを、前記基準データ計測モードにて求められた基準分光スペクトルデータ、及び、暗電流データを用いて正規化して、分光された各波長毎の吸光度スペクトルデータを得るとともに、その吸光度スペクトルデータの二次微分値を求める。そして、その二次微分値及び予め設定されている検量式により、被計測物Ｍに含まれる糖度に対応する成分量や酸度に対応する成分量を算出する解析演算処理を実行するように構成されている。
【００５９】
吸光度スペクトルデータｄは、基準分光スペクトルデータをＲｄ、計測分光スペクトルデータをＳｄとし、暗電流データをＤａとすると、
【００６０】
〔数１〕
ｄ＝ｌｏｇ[（Ｒｄ−Ｄａ）／（Ｓｄ−Ｄａ）]
【００６１】
という演算式にて求められる。
そして、制御部３は、このようにして得られた吸光度スペクトルデータｄを二次微分した値のうち特定波長の値と、下記の数２に示されるような検量式とを用いて、被計測物Ｍに含まれる糖度や酸度に対応する成分量を算出するための検量値を求めるのである。
【００６２】
〔数２〕
Ｙ＝Ｋ０＋Ｋ１・Ａ（λ１）＋Ｋ２・Ａ（λ２）
【００６３】
但し、
Ｙ  ；成分量に対応する検量値
Ｋ０，Ｋ１，Ｋ２  ；係数
Ａ（λ1 ），Ａ（λ2 ）  ；特定波長λにおける吸光度スペクトルの二次微分値
【００６４】
尚、成分量を算出する成分毎に、特定の検量式、特定の係数Ｋ０，Ｋ１，Ｋ２、及び、波長λ１，λ２等が予め設定されて記憶されており、制御部３は、この成分毎に特定の検量式を用いて各成分の検量値（成分量）を算出する構成となっている。
【００６５】
〔別実施形態〕
次に別実施形態を説明する。
（イ）  前記受光部２のメンテナンス位置Ｐ２としては、上記の実施形態において例示した位置、即ち、計測位置Ｐ１から水平方向において前記搬送コンベア４の搬送方向に直交又は略直交する方向に退避した位置に限定されるものではない。
例えば、計測位置Ｐ１に対して前記搬送コンベア４の搬送方向に直交する方向に障害物が存在する場合は、水平方向において計測位置Ｐ１から搬送コンベア４の搬送方向に直交する方向に対して傾斜する方向に退避した位置に設定しても良い。
あるいは、計測位置Ｐ１から斜め上向きの方向に退避した位置に設定しても良い。
【００６６】
（ロ）  上記の実施形態においては、受光部２を計測位置Ｐ１とメンテナンス位置Ｐ２とにわたって移動自在に構成するに当たって、スライド式移動手段によるスライド移動により移動自在に構成する場合について例示したが、これに代えて、例えば、上下方向の揺動軸芯周りの揺動移動により移動自在に構成しても良い。
【００６７】
（ハ）  受光部２を計測位置Ｐ１とメンテナンス位置Ｐ２とにわたって移動操作する電動モータ等のアクチュエータを設けて、押し釦等の指令手段による指令により、受光部２を自動的に計測位置Ｐ１とメンテナンス位置Ｐ２とにわたって移動させるように構成しても良い。
【００６８】
（ニ）  上記の実施形態においては、受光部２を、被計測物Ｍからの透過光を光入射筒２０を通じて受光部２に受け入れるように構成する場合について例示したが、光ファイバーを通じて受光部２に受け入れるように構成してもよい。
この場合は、前記光ファイバーを前記ケーシング２８にそれと一体的に移動自在なように組み付けて、計測位置Ｐ１としては、前記光ファイバーの先端の被計測物Ｍからの透過光を受け入れる光入射部が前記バケット５１の下方に離間して位置する状態となる位置に設定し、前記光ファイバーと前記ケーシング２８とを一体的に前記計測位置Ｐ１とその計測位置Ｐ１から退避したメンテナンス位置Ｐ２とに移動自在に設けることになる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】内部品質計測装置の縦断正面図
【図２】内部品質計測装置の縦断側面図
【図３】内部品質計測装置の要部の正面図
【図４】内部品質計測装置の受光部周辺を示す縦断正面図
【図５】内部品質計測装置の受光部周辺を示す縦断側面図
【図６】内部品質計測装置の投光部を示す縦断正面図
【図７】内部品質計測装置の投光部を示す横断平面図
【図８】内部品質計測装置の受光部を示す縦断正面図
【図９】内部品質計測装置の受光部の分光器の断面図
【図１０】内部品質計測装置の上下位置調節機構、水平位置調節機構を示す平面図
【図１１】内部品質計測装置の設置状態を示す概略平面図
【図１２】内部品質計測装置の制御ブロック図
【符号の説明】
【００７０】
１    投光手段
２    受光手段
３    制御手段
４    搬送手段
５１  載置部
６１  スライド式移動手段
Ｍ    被計測物
Ｐ    計測箇所
Ｐ１  計測位置
Ｐ２  メンテナンス位置
【図１】
2006047216.tif 000003
【図２】
2006047216.tif 000004
【図３】
2006047216.tif 000005
【図４】
2006047216.tif 000006
【図５】
2006047216.tif 000007
【図６】
2006047216.tif 000008
【図７】
2006047216.tif 000009
【図８】
2006047216.tif 000010
【図９】
2006047216.tif 000011
【図１０】
2006047216.tif 000012
【図１１】
2006047216.tif 000013
【図１２】
2006047216.tif 000014